[發明專利]發動機起動裝置

在審

• 申請號: 201410798783.2
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104728013A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 藤田達也;村田光廣
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: F02N11/00
• 分類號: F02N11/00;F02N11/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

技術領域

本發明涉及發動機起動裝置。

背景技術

典型的發動機起動方法包括使用慣性嚙合型起動器來使發動機以較低發動機轉速(400rpm或更小)轉動，然后點火或向燃燒室噴射燃料，從而僅通過燃燒室中的燃燒來使發動機轉速提高至怠速。

然而，由于這種方法單獨利用燃燒來使發動機轉速從較低發動機轉速范圍提高至怠速，所以在起動發動機時要噴射的燃料量必然增加，導致了燃料經濟性變差。

圖12示出了具有固定加速器位置的汽油發動機的發動機轉速與燃料噴射量的關系Z。在發動機的怠速Na處和發動機的怠速Na附近所需的燃料噴射量由關系Z指定，而在預定發動機轉速Nmin(約450rpm)以下，所需燃料噴射量隨著發動機轉速減小而偏離關系Z非線性地增加。也就是說，在預定發動機轉速Nmin以下，需要在由關系Z指定的噴射量以上增加的燃料噴射量(被稱為增加的噴射量)。

小于預定發動機轉速Nmin的發動機轉速的范圍被稱為范圍I。等于或大于預定發動機轉速Nmin的發動機轉速的范圍被稱為范圍II，在范圍II中，可以在不增加噴射量的情況下保持發動機轉速。

用于利用慣性嚙合型起動器起動發動機的傳統方法為了使發動機以范圍I中的發動機轉速轉動，需要噴射量增加至由關系Z指定的噴射量以上，這會降低燃料經濟性。

因此，需要一種用于起動發動機的技術，該技術在燃料噴射之前將發動機轉速增加至約怠速Na，使得在起動發動機時不需要增加噴射量，從而提高燃料經濟性。

這樣的用于起動發動機的技術可以采用被稱為集成起動器和發電機(ISG)或電動發電機(MG)的電動機和發動機。

然而，ISG和MG昂貴。另外，由于它們是交流發電機，所以相對于包含有直流(DC)電動機的慣性嚙合型起動器來說，ISG和MG起動性能較差。

因此，期望具有一種用于起動發動機的技術，該技術利用具有良好起動性能的便宜的慣性嚙合型起動器，在燃料噴射之前使發動機轉速增加至約怠速Na。然而，慣性嚙合型起動器產生較大的曲柄起動噪音。因此，通常有必要在發動機轉速達到上述范圍II之前經受燃燒并且終止驅動起動器。

在不消除或降低由起動曲柄噪音引起的不適的情況下，不可能存在用于利用慣性嚙合型起動器來起動發動機并且提高燃料經濟性的技術。

日本專利申請公開特許公報No.2002-188549公開了用于通過利用慣性嚙合型起動器將發動機轉速增加至高達怠速來起動發動機的技術。然而，其未考慮曲柄起動噪音。另外，在日本專利申請公開特許公報No.2002-188549中所公開的技術和用于增加處于較低發動機轉速范圍內的發動機轉速來起動發動機的傳統技術中，單向離合器在燃燒室中點火時或在燃燒室中點火之后隔離起動器馬達對發動機的轉矩傳遞。也就是說，在燃燒室中點火時或在燃燒室中點火之后，終止發動機的曲柄運動。

考慮到上述情況，本發明的示例性實施方式涉及提供如下一種發動機起動裝置：該發動機起動裝置能夠經由便宜的慣性嚙合型起動器來起動發動機，并且提高燃料經濟性。

發明內容

根據本發明的示例性實施方式，提供了一種發動機起動裝置，該發動機起動裝置包括起動器和被配置成對起動器的驅動進行控制的起動器控制單元。

起動器包括產生旋轉力的電動機、接收電動機的旋轉力以進行旋轉的小齒輪、接通和關斷從電池到電動機的電力供給的電動機激勵單元、以及將小齒輪推向發動機的環形齒輪以與該環形齒輪嚙合的小齒輪推進單元。

起動器控制單元被配置成：使電動機和與環形齒輪嚙合的小齒輪一起工作以用曲柄起動發動機，并使小齒輪與環形齒輪脫離嚙合或者使電動機去激勵，以終止對發動機的曲柄起動。

從發起對發動機的曲柄起動時到達到等于或大于450rpm的預定發動機轉速時的曲柄起動時間等于或小于不會使車輛的用戶感到明顯不適的曲柄起動時間的容許限度。

發明人已發現由曲柄起動噪音引起的不適取決于曲柄起動噪音的持續時間(即，曲柄起動時間)，而非起動噪音的幅度。對于提高的預定曲柄起動速度，減小的曲柄起動時間可以減輕由曲柄起動噪音引起的不適。

在上述裝置中，發動機轉速在曲柄起動時間內增加至等于或大于450rpm的發動機轉速的較高速度范圍內，該曲柄起動時間足夠短而未使車輛的用戶(或乘客)感到明顯不適。這可以減少由在用曲柄起動發動機以用于使發動機轉速增加至等于或大于450rpm的發動機轉速的較高速度范圍內期間出現的曲柄起動噪音引起的不適。